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长途电话掀起的四万亿风云 EP2


【5分钟搞懂晶片行业】 晶片到底有多重要呢? 从手机、电脑到汽车、飞机,都需要晶片才能运作。 在2022年,全球半导体的销售已超过4万亿人民币。这么庞大的产业你知道是怎么演化而来的吗? 每周四我们将会持续更新,每周5分钟,快速搞懂晶片行业! 视频要点: 00:11长途电话掀起的四万亿风云 01:45晶片的诞生 指导老师:高仕霖 策划:丁华兴 剪辑:范景雅 封面设计:叶巍

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Hi,大家好,欢迎来到直达国际CME学堂。 01芯片到底有多重要呢? 从手机、计算机到汽车、飞机,都需要芯片才能运作。 在2022年,全球半导体的销售已超过4万亿人民币。这么庞大的产业你知道是怎么演化而来的吗? 答案居然是长途电话,是不是没有想到? 回想一下,你上一次拨打长途电话是多久之前?1个月前,还是1年前?或许,很久没打过长途电话了。毕竟在这个5G的时代,大家普遍习惯使用微信和其他软件打电话。 但是你知道吗,在100年前,实现长途电话还是非常困难的。 有多难呢?在1915年的美国,从东岸的纽约打电话给西岸的旧金山就需要接线生转接5次,拨通的等待时间长达23分钟。 23分钟!放在今天是绝对不能想象的。更夸张的是,这种麻烦的情况一直持续到1963年。从1915年到1963年,足足花了将近半个世纪。 那么在这半个世纪这么长的时间里,通讯业的研发人员究竟在做什么?长途电话的难题是如何被最终克服的呢?这个就要归功于晶体管和芯片了。 02长途电话与晶体管的诞生 长途电话的最大痛点是,讯号会在传输过程中受到干扰和消耗而逐渐减弱。所以,距离长,通话质量就没办法保证。为了克服这个困难,当时著名的美国电讯公司AT&T使用电子管来放大信号。 电子管也叫真空管,是现代半导体的祖先,样子长得有点像灯泡。电子管的作用原理很简单,管里面是真空的,并分阴阳两极。在阴阳两极中间有个栅极,你可以把它视为一个可以开关的门。只要控制这个门,就可以控制电子在阴极到阳极的流动。 电子通过和被阻挡,就会形成0和1的信号。0和1的有序组合就是信息传递的基础。这个就是半导体的工作原理。 不过,电子管有过热、耗能过大、效率不佳等问题。当长途电话距离越长,就得不断地重复放大功率,成本也自然越高。为了进一步优化这个问题,AT&T和美国西部电器成立了贝尔实验室。 在1947年,贝尔实验室有三位科学家发明了晶体管。晶体管和电子管相比,就强太多了,因为晶体管不需要通过加热的方式来产生电子,无论是功率消耗,还是体积,都秒杀电子管。有了晶体管,我们正式迎来了芯片的时代。 03芯片的诞生 芯片有很多个名字,有人叫微电路,有人叫芯片,或者集成电路。其实,都是同一样东西。我们统一叫芯片。 刚我们说到,有了晶体管,我们正式进入了芯片的时代。但是要实现真正的逻辑运算,一个晶体管是不够的,我们需要很多晶体管。 在电子管的时代,不同电子管是用线连起来的。可是,到了晶体管的时代,晶体那么小,用线连起来好像很笨,不现实。那么最好的方法就是把很多晶体管放在同一块电子组件上。而这个就是芯片。 在1958 年,德州仪器的电气工程师杰克·基尔比发明并生产出芯片。他把相同材料制成的电阻、电容等晶体管组件,制作在同一芯片上。 不过,估计你没听过这个人的名字。这是因为现在的芯片都是用硅这种材料。当时,基尔比是用锗这种材料来做的。 有意思的是,另外一位传奇人物,英特尔创始人之一罗伯特·诺伊斯在基尔研发成功后的几个月内,独力开发出类似的芯片。革命性的地方是,他用的就是硅这种材料。 结束: 好了本期视频就到这里就要结束了,下期我们将会和大家说一说,英特尔是怎么诞生的?其过程中是否存在强劲的对手?


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